Скоростное деформирование многослойных элементов при контактном воздействии

Abstract

Цель работы – анализ процессов скоростного деформирования многослойных элементов в упругопластической стадии при контактном ударном воздействии. Рассматривается элемент, состоящий из двух тонких слоев титанового сплава и внутреннего керамического слоя. Ударник моделируется как упругопластическое тело. При локальном ударном воздействии происходит переменное по пространственной и временной координатам деформирование в ограниченной области. Поэтому каждый слой элемента рассматривается в трехмерной постановке. При моделировании используется динамический вариант деформационной теории пластичности, в которой учитываются зависимости интенсивностей напряжений от интенсивностей деформаций и их скоростей. При этом учитываются динамические свойства различных материалов каждого слоя. Проблема является геометрически и физически нелинейной. С помощью метода конечных элементов выявляются особенности динамического напряженно-деформированного состояния всех слоев элемента. Результаты используются для повышения динамической прочности защитных элементов.

Мета роботи – аналіз процесів швидкісного деформування багатошарових елементів у пружнопластичній стадії при контактному ударному навантаженні. Розглядається елемент, що складається з двох тонких шарів титанового сплаву і внутрішнього керамічного шару. Ударник моделюється як пружнопластичне тіло. При локальному ударному навантаженні відбувається змінне по просторовій і часовій координатах деформування в обмеженій області. Тому кожен шар елемента розглядається в тривимірній постановці. При моделюванні використовується динамічний варіант деформаційної теорії пластичності, в якій враховуються залежності інтенсивностей напружень від інтенсивностей деформацій та їх швидкостей. При цьому враховуються динамічні властивості різних матеріалів кожного шару. Проблема є геометрично і фізично нелінійною. За допомогою методу скінченних елементів виявляються особливості динамічного напружено-деформованого стану всіх шарів елемента. Результати використовуються для підвищення динамічної міцності захисних елементів.

The work purpose is to analyze high-speed straining the sandwich members at the elastoplastic stage under contact impacts. The member consisting of two thin layers from the titanium alloy and the inner ceramic layer is examined. The impactor is modeled as an elastoplastic body. The local impact results in variable straining by the time and spatial coordinates in a limited region Thus, each layer of the member is examined in the 3D statement. The simulation uses a dynamic version of the straining theory of plasticity, which takes into account the dependences of the stress intensities on the strain intensities and their rates. In so doing the dynamic properties of different materials for each layer are considered. The problem is a geometrically and physically nonlinear. The special features of the dynamic stress-strain state of all layers of the member are revealed using the finite element method. The results are used to improve the dynamic strength of the protective members.